四川省昭觉中学高考物理第一轮复习课件 第十章 交变电流 第1节 交变电流的产生及描述 习题详解

变式 3：解析：从 ut 图像看出，每个周期的前半周期是正弦图 Um 形，其有效值为 U1＝ ；后半周期电压为零。根据有效值的定 2
U / 22 T U2 Um m 义， R T＝ R · ＋0，解得 U＝ 。 2 2
Um 答案： 2
变式 4：解析：交流电的有效值是根据其热效应定义的，它是从 电流产生焦耳热相等的角度出发， 使交流电与恒定电流等效。 设 交流电的有效值为 I，令该交变电流通过一阻值为 R 的纯电阻， T 2 T 在一个周期内有：I RT＝I1 R ＋I2 R 。 2 2
答案：BC
2．解析：t＝0 时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零， 因此线圈平面均与中性面重合，A 项正确；图中 a、b 对应的 1 1 周期之比为 2∶3， 因此线圈转速之比 na∶nb＝T ∶T ＝3∶2， a b 1 1 B 项错误； 曲线 a 表示的交流电动势的频率为 fa＝T ＝ － 4×10 2 a Hz＝25 Hz，C 项正确；曲线 a 对应线圈相应的电动势的最 2π 大值 Eam＝NBS· Ta ，由图像知 Eam＝15 V，曲线 b 对应线圈 2π Ebm Ta 2 相应的电动势的最大值 Ebm＝NBS· Tb ，因此Eam＝Tb＝3， 10 答案：AC Ebm＝10 V，有效值 Eb＝ V＝5 2 V，D 项错误。 2
答案：B
[多维探究] T U2 变式 1：解析：由有效值的定义式得： R × ×2＝ R T，得： 2 U＝220 V。 答案：220 V T T U2 变式 2：解析：由有效值的定义式得： R × ＋ R × ＝ R T， 2 2 得：U＝55 10 V 答案：55 10 V
156 2 2 311 2 2 311 2 2
第1节
宏观· 循图忆知 大小 方向 正弦
交变电流的产生及描述
nBSω 热效应
微观· 易错判断 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
要点一 典例：解析：根据题图(b)可知：cd 两端在时间 0～0.5 内产生 恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均 Δi 匀变化，即 为恒定不变，故选项 C 正确，A、B、D 错误。 Δt 答案：C
要点二 典例：解析：首先从交流电图像中找出交变电流的最大值即通过 R2 的电流最大值为 0.6 2 A，由正弦式交变电流最大值与有效值 的关系 Im＝ 2I 可知其有效值为 0.6 A，由于 R1 与 R2 串联，所以 通过 R1 的电流有效值也是 0.6 A，选项 A、C 错；R1 两端电压有 效值为 U1＝IR1＝6 V， 选项 B 对； R2 两端电压最大值为 U2m＝ImR2 ＝0.6 2×20 V＝12 2 V，选项 D 错。
答案：D
要点三 1．解析：从图示位置转 90° 的过程中，磁通量变化 ΔΦ＝BS，通 E ΔΦ NBS 过电阻 R 的电量 Q＝IΔt＝ Δ t＝ N ＝ ，选项 A 错 R＋ r R＋ r R＋ r 误 B 正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴 OO′以角速度 ω 匀速转动，产生的感应电动势最大值 Em＝NBSω，感应电流有 E 效值为 I＝ ， 外 力 做 功 平 均 功 率 P ＝ EI ＝ I2(R ＋ r) ＝ R＋ r N2B2S2ω2 ，选项 C 正确；从图示位置开始计时，则感应电动势 2R＋r 随时间变化的规律为 e＝NBSωsin(ωt＋π/2)，选项 D 错误。
[针对训练] 1．解析：磁极以 OO′为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相 反方向转动，在 t＝0 时刻，由右手定则可知，产生的感应电流 方向为 a→b→c→d→a，磁场的方向与线圈平行，感应电流最 大，故选项 C 正确。 答案：C 2． 解析： 当线圈平面转到中性面的瞬间， 穿过线圈的磁通量最大， 磁通量变化率为零， 感应电动势为零， 线圈中的感应电流为零， 选项 A 正确 B 错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间， 穿过线圈的磁通量最小， 磁通量变化率最大， 感应电动势最大， 感应电流最大，选项 C 正确 D 错误。 答案：AC
2 2
所以该交流电的有效值为 I＝
I1 2＋I2 2 ＝5 A。 2
答案：D
变式 5：解析：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管 电阻为零，R2 上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即 在后半周期内，二极管电阻无穷大可看作断路，R2 上的电压等 于输入电压值的一半，据此可设加在 R2 的电压有效值为 U， U2 202T 102T 根据电流的热效应，在一个周期内满足 R T＝ R ＋ R ，可 2 2 求出 U＝5 10 V。故选项 D 正确。
3．解析：由交变电流有效值和最大值的关系可知线圈产生的电 2 动势的有效值为 Em，选项 A 错误；由题意知线圈产生的 2 2π 电动势的最大值为 Em＝BSω＝BS ，故线圈转动过程中穿 T0 EmT0 过线圈的磁通量的最大值 BS＝ ，选项 B 正确；线圈转 2π 动过程中磁通量变化率的大小等于产生的感应电动势的大 小，选项 C 正确；正弦式交变电流一个周期内电流方向变化 两次，经过 2T0 的时间，通过线圈电流的方向改变 4 次，选 项 D 错误。 答案：BC
3．解析：(1)由图得 e＝Emsin ωt＝6 2sin 100πt(V) e 则电流 i＝ ＝0.6 2sin 100πt(A)。 R＋ r (2)Em＝BSω Em＝6 2 V Em ω＝100πΦm＝BS＝ ω ＝2.7×10－2 Wb。 Em E2 (3)E＝ ＝6 V， 外力所做的功 W＝Q＝ T＝7.2×10－2J。 R＋ r 2 答案：(1)i＝ 0.6 2sin 100πt(A) (2)2.7×10－2 Wb (3)7.2×10－2 J
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